JPH0327759A - 電磁ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は導電性流体に外部から進行磁場を与えて該流体
に誘導電流を誘起させ、この誘導電流と外部磁場の相互
作用によりポンピング作用を起こさせる三相交流誘導型
電磁ポンプに関する。

（従来の技術） 三相誘導形電磁ポンプは三相交流巻線を電磁ポンプの流
れの方向に各相の順に分布させて配置し、この巻線に三
相交流を流すと流体の流れの方向に進行磁界が発生する
。この進行磁界が導電性流体のあるダクトの中にも通る
ようにしてあると、フレミングの右手の法則により流体
中に電圧が誘起され、それによって誘導電流が流れる。

この誘導電流と進行磁界の一部の成分とが作用して電磁
力となり、流体が流れるように力を受けることによりポ
ンプとして働くことになる。

この電磁力は誘導電動機におけるトルク，リニアーモー
タにおける推力と同じである。

三相誘導形電磁ポンプは構造上大別して（１）フラット
，リニア電磁ポンプ，（２）アニュラ　リニア形電磁ボ
ンブの２種類に分けられる。

本発明はそのうちのアニュラ　リニア形電磁ボンプに関
するものであり、以下その構造について説明する。

アニユラ　リニア形電磁ポンプは流路断面が環状である
ことからＡＬ　Ｉ　Ｐ　（Ａｎｎｏｌｉｒ　Ｌｉｎｅｘ
ｒＩｎｄｕｃ目ｏｎ　？ｍｐの略）と呼ばれている。ダ
クト構造の信頼性，安全性が高いので、近年主流となっ
ている電磁ポンプである。

第４図にＡＬＩＰの基本的な構造を示す。構造上の特長
としては次のような点が挙げられる。

（１）導電性流体を流すダクトは外側ダクト４と内側ダ
クト５によって同心二重管構造となっており、流体が流
れるアニュラス流路３を形作っている。

（２）固定子には交流磁場の磁気回路を形威するためス
ロットを有した鉄心を周方向に積み重ねた積層鉄心ブロ
ック１を外周ダクト４の外側に複数個周方向に配置して
ある。この場合、積層面がダクトに向いてさらにスロッ
トが内側にくるようにして鉄心全体が放射状となるよう
にしてある。このスロット内にはリング状の固定子コイ
ル２が配置されている。コイルは軸方向に多数配置され
三相交流電流が進行磁場を作るように結線されている。

（３）内側ダクト５の内部には磁気回路を形成するため
の積層内部鉄心６が納められている。

（４）流体は入り口７から電磁ポンプ内に入リアニュラ
ス流路３を流れながら圧力が誘起され出口８から出てい
く。

（５）コイル２は外部に設けられたファンによって循環
するガスで冷却されている。

近年電磁ポンプの大容量化及び設置場所の制限をなくし
電磁ポンプを使用したプラントのより設計向上を目指す
ため電磁ポンプをよりコンパクト化し、さらにこの電磁
ポンプを設置場所を節約しプラント全体の利点を出すた
めに流体内に浸漬して運転することが要求されてきた。

以上の要求を満たす方法としてはコイルを従来のように
強制ガス冷却で冷却するのではなく、冷却ガスを循環さ
せない外被表面冷却とする必要がある。

この様にすると以下の多くの利点がある。

（１）冷却ガスを循環させるスペースが省略でき外形寸
法が小さくできる。

（２）冷却ガスを循環させるための外部装置が不要とな
る。

（３）冷却ガスを本体と外部装置の間を循環させるため
の配管が不要となるので浸漬型としては大きな利点があ
る。

（４）また外被表面冷却とすると、ある程度の大容量機
になった場合、従来機では出来なかった内部鉄心にもコ
イルを配置できるので、さらに電磁ボンブの出力が増大
しよりコンパクトに出来るようになる。

外被表面冷却とした場合、コイルで発生する熱損失はコ
イルから鉄心に伝達させ、鉄心からダクトまたはフレー
ムに伝達させて流体内に熱を逃がす必要がある。したが
って、コイルから流体まで熱抵抗を出来るだけ小さくす
る事が重要であり、そのためにそれらの構造物は運転時
に相互に接触しているようにすることがポイントとなる
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、出来るだけ電磁ポンプの出力を大きくす
るにはコイルに多くの電流を流す。このためコイルの温
度上昇は出来るだけ小さくする必要がある。また一般に
導電性流体は温度の高いものを利用することが多いので
、これに浸漬する電磁ポンプは高温の状態で運転される
ことになる。

電磁ボンブは室温で組み立てられ、最大６００’Ｃ以下
の種々の温度で運転される。したがって、この如何なる
温度においても各構造物間での熱膨脹差によるストレス
を受けないようにしてコイルに発生した熱を効率良く流
体に逃がす必要がある。

この様な電磁ポンプでポンプ容量の大容量化及びコンパ
クト化を図る場合、発熱部となっている固定子コイルに
発生する熱を効率良く流体に逃がすことによって固定子
コイルに流す電流を出来るだけ多くすることがポイント
になる。

従来の電磁ポンプにおいては、コイルで発生した熱はブ
ロックを介して外側ダクトに伝えられ、外側ダクトから
導電性液体中に移送される。ところがダクトと積層鉄心
ブロックとの間に熱伸び差を逃げるためにギャップが必
要であり、このギャップが熱伝達を低下させ、コイルに
発生した熱を効率良く流体に逃がすことが出来ない課題
があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、固
定子コイル部内で発生した熱を外部へ効率よく放散させ
ることが出来るとともに熱回収の効率が良くポンプ効率
が改善された電磁ポンプを提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は外側ダクトとの間に形威されるアニュラス流路
に導電性流体を流す二重円筒ダクトと、この二重円筒ダ
クトの外周上に配置したスロットを有する複数の積層鉄
心ブロックと、この積層鉄心ブロックのスロットに配置
された前記導電性流体が存在する前記アニュラス流路に
進行磁場を作るための三相交流電流を流す多数の固定子
コイルとからなる電磁ポンプにおいて、前記各々の積層
鉄心ブロックの間にヒートバイプの吸熱側を挿入し、か
つ該ヒートパイプの放熱側を前記積層鉄心ブロックの外
部または前記導電性流体の出口側配管に取着してなるこ
とを特徴とする。

（作　用） 固定子コイル部内で発生した熱をヒートバイプ内の熱媒
体の蒸発，凝縮作用を利用して導電性流体が流れる出口
配管を通して導電性流体へ放散させる。この熱放散によ
って固定子コイル部内で発生した熱を導電性流体中に回
収し、出口配管部の予熱を行い、もってポンプの効率を
向上させることができる。

（実施例） 第１図から第３図を参照しながら本発明に係る電磁ポン
プの一実施例を説明する。なお、第１図は電磁ポンプの
構成を示す縦断面図、第２図は第１図における要部を拡
大して示す縦断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ矢視断面
図で、第４図と同一部位には同一符号で示している。

すなわち、符号１で示す複数の積層鉄心プロックはケー
シング１３内に円周方向にほぼ等間隔で配置されており
、この積層鉄心ブロック１の内部には固定子コイル２が
軸方向に多数配置されている。

また積層鉄心ブロック１内にはアニュラス流路３を形成
する外側ダクト４と内側ダクト５が二重円筒ダクト構造
となって配設されている。内側ダクト５内には内部鉄心
６が挿入されている。第１図で示すアニュラス流路３の
下側は導電性流体が流入する流体人口７で上側は流体出
口８となっている。外側ダクト４の周囲には第２図およ
び第３図に示したようにドーナツ状の銅巻き枠９が配置
され、この銅巻き枠９の外側に固定子コイル２が配置さ
れている。積層鉄心ブロック１と積層ブロック１との間
には固定子コイル２と積層鉄心ブロック１に密着させて
吸熱用フィン１１が取り付けられている。この吸熱用フ
イン１１には図示してない貫通孔が設けられ、この貫通
孔内にヒートパイプ１０のヒートパイプ吸熱部ｌ５が挿
入されて固定子コイル２内の熱を吸熱する。ヒートパイ
プ１０のヒートパイプ放熱部ｌ４は外側ダクト５に接続
された出口配管１６の外側に位置して取着されており、
出口配管ｌ６を介して流体に熱を伝える。

また、前述したように固定子コイル２はケーシングｌ３
内に収納され、不活性ガス雰囲気１７に保持された状態
で流体内に浸漬される。なお、内側ダクト５と内部鉄心
６との関係は従来の構造と同様であるので、その説明を
省略する。図中符号１２は導電性流体の流体液面を示し
ている。

しかして、上記構威の電磁ポンプにおいて、固定子コイ
ル２に発生した熱は吸熱用フィン！Ｉを介してヒートパ
イプｌＯ内の熱媒体に伝えられる。この熱媒体の蒸発，
凝縮作用によってヒートパイプ放熱部１４に熱が移送さ
れる。この熱が出口配管１６を介して該配管ｌ６内を流
れる流体に伝えられる。

したがって、固定子コイル２で発生した熱は効率よく出
口配管１６内を流れる流体に回収され、また、固定子コ
イル２の発熱を大きくすることができ、小型大容量の電
磁ポンプを構成することができる。

なお、ヒートパイプ放熱部１４は気体冷却などによって
も冷却され、ヒートパイプ１０内の熱媒体の蒸発，凝縮
作用が促進され、固定子コイル部内からの熱を効率よく
移送することができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、固定子コイルで発生した熱を効率よく
除去することができ、固定子コイルの温度上昇を抑制し
、固定子コイルの発熱を従来より大きくすることができ
る。よって、ポンプの効率が改善され、より小型化され
た大容量の電磁ポンプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電磁ポンプの一実施例を示す縦断
面図、第２図は第１図の要部を拡大して示す縦断面図、
第３図は第２図のＡ−Ａ矢視方向の切断断面図、第４図
は従来の電磁ポンプの一部を切欠いて示す斜視図である
。 ５・・・内側ダクト ６・・・内部鉄心 ７・・・流体入口 ８・・・流体出口 ９・・・銅巻き枠 Ｏ・・・ヒートパイプ １・・・吸熱用フィン ２・・・流体液面 ３・・・ケーシング ４・・・ヒートパイプ放熱部 ５・・・ヒートバイプ吸熱部 ６・・・出口配管 ７・・・不活性ガス雰囲気 １・・・積層鉄心ブロック ２・・・固定子コイル ３・・・アニュラス流路 ４・・・外側ダクト （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） 弗　２ ＄　３ 剪

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外側ダクトと内側ダクトとの間に形成されるアニュラス
   流路に導電性流体を流す二重円筒ダクトと、この二重円
   筒ダクトの外周上に配置したスロットを有する複数の積
   層鉄心ブロックと、この積層鉄心ブロックのスロットに
   配置された前記導電性流体が存在する前記アニュラス流
   路に進行磁場を作るための三相交流電流を流す多数の固
   定子コイルとからなる電磁ポンプにおいて、前記各々の
   積層鉄心ブロックの間にヒートパイプの吸熱側を挿入し
   かつ該ヒートパイプの放熱側を前記積層鉄心ブロックの
   外部または前記導電性流体の出口側配管に取着してなる
   ことを特徴とする電磁ポンプ。